关于矿井救援机器人的系统研究

张红日 王宏辰 林超 刘晓彤

摘要：由于矿井情况复杂且多变，经常会出现不同程度的人员伤亡的情况。并且目前我国矿井勘测技术处于发展阶段，大多数的设备处于固定运行，应变能力太差，不能对突发情况进行调整，在一些危险场合或危险环境，不便于人工直接进入作业，并且救援人员未知矿井内部环境情况下不能轻易展开救援，针对這种情况，我们开发了用于这些特殊场合的勘测救援车。

关键词：矿井勘测;救援机器人;未来展望

一、矿井勘测救援机器人项目研发介绍

该款矿井勘测救援车具有传感器、单片机、操作系统集于一身，集合了计算机应用技术、单片机、操作系统、无线通讯网络知识。本项目以红外热成像、雷达避障系统、测距传感器、温度传感器、湿度传感器、一氧化碳测量传感器、二氧化碳测量传感器、激光雷达、Openmv摄像头、北斗定位模块以实现探测有害气体浓度、井内温度、湿度的探测、井内图像识别，和井内人员位置确定，并配合一定的设备完成从发现到响应，发送危险信号，最终完成井内安全的分析检查。利用lora模块可实现5公里内数据传输实时反馈将井内数据发送至指挥总部可最大限度的减少财产损失和保证生命财产安全。

二、产品的用途、开发意义及特点

1、产品用途

本产品的主要用途分为两种一种是实时监测井内温湿度数据，气体浓度，与矿井内壁压力数值。另一种是辅助救援人员，利用自己身的搜救功能协助救援人员尽快发现被困人员的具体位置并传递井内实时图像。

2、产品意义

目前国内缺少专门准对矿井安全领域的救援设备，本产品可以补上这个缺口，同时本产品同样是一个勘测设备，在日常开工同时本产品可以起到对井内的各项数据进行实时监控，以防某一项数值激增而工人浑然不知已致灾难发生方才知晓。

本产品还具有良好的延展性能，可将不同的功能进行拆分并可以应用在家庭方面报警器，将来还可能在军事、救灾、环境、家居、工业、商业众多领域都得到更多的应用。

3、产品特点

（1）勘测救援双功能

产品拥有多种探测模块可以对井内各项数据情况进行实时监控预防事故发生，同时搭载Openmv摄像头与激光雷达北斗定位模块以及红外热成像仪可以快速准确的定位被困人员同时反馈井内图像更加利于救援人员实行救援。

（2）原地转向

产品两侧履带电机分别由PWM调速器控制，当需要转向时控制两电机的转速差进行原地转向，而有时会由于地形限制无法原地转向，准对这一情况我们在产品底部增加可变式履带协助原地转向。

（3）环境适应性强

产品的自身结构使得自身对于复杂地形有着良好的适应性例如轮式结构无法通过的地带履带式可轻松通过，而履带式无法通过的路段可变式履带可协助通过。

三、矿井勘测救援机器人项目风险

1、市场压力

由于本产品是新兴产品，并没有代表性的成绩和成熟的市场，而且目标客户对产品情况了解程度也比较低，因此这对产品市场开拓带来很大阻力。因此我们对应推出体验性的试机服务，推广产品，增加人们对产品的认识与了解。

2、品牌风险

产品宣传时应有让人信服的相应品牌，而对于我们刚起步的公司大多数目标客户会对我们的产品性能和效果产生质疑认为可能实际性能会与宣传不符，这将会影响产品的销售和产品形象。对此我们将提供更多的客户体验机会，让更多人感受产品功能和可靠，让产品的形象尽快树立。

3、财务风险

财务风险是指公司的财务结构不合理、融资不当使公司可能导致公司的运作失控丧失偿债能力而导致投资者预期收益下降的风险。对此我们应该做好市场调研，提出财务风险解决方案和相应的预警机制，同时提高财务管理相关人员的专业知识水平。

四、矿井勘测救援机器人项目盈利手段

1.对外进行产成品的对外销售，与各大采矿公司准对矿井安全进行深度合作，在初见成效后进行大力推广。经过代工厂加工完成的产成品，在线下体验店进行宣传销售。

2.出租设备以及对应设备的使用人员，进行对外设备租赁，收取设备的租赁费，在对于租用公司不会使用产品的情况下，可以协同设备一起租赁设备使用人员，或者设备使用教学实施人员。在盈利的同时，扩大了设备的影响力，以及变相宣传。

3.外包服务，公司内部设立专业的项目团队，组建一支专业的工程团队，对适用的项目工程，进行外包服务，招投标赢得项目工程实施的机会，对资方提供工程服务，达到收益的目的。

项目团队创建公司初始前期资金主要用于基础硬件设施的建设、人员招募等，风险投资为融资主要渠道，随着项目的开展以及产品的大批量投产，投资额度会进一步增大。公司的经营将从初代产品系列为基础研发升级款，以A1市场为先头阵地，在取得一定影响与份额后进而开拓A2市场，转入规模化营销阶段，在各方面配套服务建好后稳定全国市场，将产品推向群众。

五、矿井勘测救援机器人项目的未来展望

本项目面临的风险主要有一下几种：

⑴市场压力：由于本产品是新兴产品，并没有代表性的成绩和成熟的市场，而且目标客户对产品情况了解程度也比较低，因此这对产品市场开拓带来很大阻力。因此我们对应推出体验性的试机服务，推广产品，增加人们对产品的认识与了解。

⑵品牌风险：产品宣传时应有让人信服的相应品牌，而对于我们刚起步的公司大多数目标客户会对我们的产品性能和效果产生质疑认为可能实际性能会与宣传不符，这将会影响产品的销售和产品形象。对此我们将提供更多的客户体验机会，让更多人感受产品功能和可靠，让产品的形象尽快树立。

⑶财务风险：财务风险是指公司的财务结构不合理、融资不当使公司可能导致公司的运作失控丧失偿债能力而导致投资者预期收益下降的风险。对此我们应该做好市场调研，提出财务风险解决方案和相应的预警机制，同时提高财务管理相关人员的专业知识水平。

结束语： 矿井工人是我国最危险的职业之一，所以保护矿井工人生命安全的装备以及设施对现如今的中国市场乃至放眼全国都是非常重要的。基于此，相关人员可以积极研发矿井勘测救援机器人，在救援时尽快的定位被困人员的位置缩短救援时间，尽全力帮助被困人员得到及时的救援，从而最大限度的展现出研究项目的优势。

参考文献：

[1]王立华，张秋宝.复杂条件下矿井水文地质类别研究[J].建筑工程技术与设计.2017.第24期（4062）.